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    刀具断屑!
    刀具断屑可靠与否,对正常生产与操编辑安全都有着重大影响。在切削加工中,崩碎切屑会飞溅伤人,并易研损机床;而长条带状切屑会缠绕在工件或刀具上,易刮伤工件,引发刀具破损,甚至影响工人安全。对于数控机床(加工中心)等自动化加工机床,由于其刀具数量较多,刀架与刀具联系密切,断屑问题就显得更为重要,只要其中—把刀断屑不可靠,就可能破坏机床的自动循环,甚至破坏整条自动线正常运转,所以在设计、选用或刃磨刀具时,必须考虑刀具断屑的可靠性。而对于数控机床(加工中心)等,并应满足下列要求:切屑不得缠绕在刀具、工件及其相邻的工具、装备上;切屑不得飞溅,以保证操编辑与观察者的安全;精加工时,切屑不可划伤工件的已加工表面,影响已加工表面的质量;保证刀具预定的耐用度,不能过早磨损并竭力防止其破损;切屑流出时,不妨碍切削液的喷注;切屑不会划伤机床导轨或其他部件等。在满足上述要求的基础上,不同刀具对切屑长度还有不同要求。例如一般粗车钢料的*大切屑长度为100mm左右;精车则应稍长。刀具破损要避免过于细碎的切屑,因为它容易嵌入机床导轨和刀具装置的一些重要部位(如基准面),这样不仅需要附加防护装置,还给清除切屑带来一定的困难。
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    刀具破损展示
    当工件材料组织、硬度、余量不均匀,前角偏大导致切削刃强度偏低,工艺系统刚性不足产生振动,或进行断续切削,刃磨质量欠佳时,切削刃容易发生微崩,即刃区出现微小的崩落、缺口或剥落。出现这种情况后,刀具将失去一部分切削能力,但还能继续工作。继续切削中,刃区损坏部分可能迅速扩大,导致更大的破损。这种刀具破损方式常在比造成切削刃微崩更为恶劣的切削条件下产生,或者是微崩的进一步的发展。崩碎的尺寸和范围都比微崩大,使刀具完全丧失切削能力,而不得不终止工作。刀尖崩碎的情况常称为掉尖。当切削条件极为恶劣,切削用量过大,有冲击载荷,刀片或刀具材料中有微裂,由于焊接、刃磨在刀片中存在残余应力时,加上操作不慎等因素,可能造成刀片或刀具产生折断。发生这种破损形式后,刀具不能继续使用,以致报废。对于脆性很大的材料,如TiC含量很高的硬质合金、陶瓷、PCBN等,由于表层组织中有缺陷或潜在裂纹,或由于焊接、刃磨而使表层存在着残余应力,在切削过程中不够稳定或刀具表面承受交变接触应力时极易产生表层剥落。剥落可能发生在前刀面,刀可能发生在后刀面,剥落物呈片状,剥落面积较大。涂层刀具剥落可能性较大。刀片轻微剥落后,尚能继续工作,严重剥落后将丧失切削能力。
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    切削刀具材料与加工对象的力学性能匹配
    切削刀具与加工对象的力学性能匹配问题主要是指刀具与工件材料的强度、韧性和硬度等力学性能参数要相匹配。具有不同力学性能的刀具材料所适合加工的工件材料有所不同。① 刀具材料硬度顺序为:金刚石刀具>立方氮化硼刀具>陶瓷刀具>硬质合金>高速钢。② 刀具材料的抗弯强度顺序为:高速钢>硬质合金>陶瓷刀具>金刚石和立方氮化硼刀具。③ 刀具材料的韧度大小顺序为:高速钢>硬质合金>立方氮化硼、金刚石和陶瓷刀具。高硬度的工件材料,必须用更高硬度的刀具来加工,刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度,一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高,其耐磨性就越好。如,硬质合金中含钴量增多时,其强度和韧性增加,硬度降低,适合于粗加工;含钴量减少时,其硬度及耐磨性增加,适合于精加工。刀具监控具有优良高温力学性能的刀具尤其适合于高速切削加工。陶瓷刀具优良的高温性能使其能够以高的速度进行切削,允许的切削速度可比硬质合金提高2~10倍。
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    自制对刀仪和对刀板的使用说明
    需要指出的是:使用高度对刀仪。应该事先通过试切等方法,将一把刀的刀尖精确调整到与主轴轴线等高,然后分别将对刀仪安顿在机床的内侧水平纵向导轨面和中滑板导轨面上,使对刀板的下面与刀尖等高后,再分别调整垫圈的厚度。锁紧螺母后,即可作为今后安装刀具使用。刀具监控该对刀仪可以根据不同类型的刀具,将其安顿在不同高度的平面上:可以针对不同的机床,通过调整垫圈,调整对刀板的高度,灵活使用对刀板A或B面检测刀尖高度,使用范围广。加工中心工作时,刀具的选择和安装正确与否,对加工质量和延长刀具使用寿命的影响十分显著。操编辑应该重视刀具的安装问题,并根据现场的实际情况,采用合理的方法快速、正确地安装好刀具,以保证切削的顺利进行和稳定地控制工件加工质量。
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    刀具磨损控制方法
     刀具磨损主要影响零件的加工尺寸和表面加工质量,对于生产线而言,线内零件连续加工,无人干预。为防止刀具出现磨损,造成成批性质量问题,一般采用在线测量技术,对所加工零件的精密尺寸进行检测,在线将测量的尺寸反馈给中控系统,中控系统根据实测值与零件加工的尺寸公差进行比对,如果出现不合格信息,中控系统会出现报警,终止加工。操作人员会根据中控系统的预警信息及时更换刀具,采用此种方法监控刀具磨损虽然有一定的延时性,但对于使用频次低的刀具而言,能达到控制零件,保证生产线正常运行的目的,因此该方法适宜控制生产线在运行过程中出现的刀具磨损现象。
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